Электрические измерения (виды и методы измерения, способы измерения, классы точности измерений, погрешность)
Наименование дисциплины: ОП.03 Электротехника гр. МРС 19-1 Форма и дата задания: Составление опорного конспекта 20.03.2020 ФИО преподавателя: Логинова Татьяна Александровна, эл.почта TALogunova 32@ yandex. ru срок выполнения (сдачи) задания: 23.03.2020 Формулировка задания: необходимо составить опорный конспект в рукописном виде, фото скинуть мне на почту.
Объектами электрических измерений являются все электрические и магнитные величины: ток, напряжение, мощность, энергия, магнитный поток и т.д. Определение значений этих величин необходимо для оценки работы всех электротехнических устройств, чем и определяется исключительная важность измерений в электротехнике.
Электроизмерительные устройства широко применяются и для измерения неэлектрических величин (температуры, давления и т. д.), которые для этой цели преобразуются в пропорциональные им электрические величины. Такие методы измерений известны под общим названием электрические измерения неэлектрических величин Измерения неэлектрических величин
Электрическими измерениями - называют нахождение значений параметров электрических величин с помощью специальных средств. Электроизмерительные приборы – приборы, позволяющие измерять как характеристики тока (его силу, напряжение, мощность), так и параметры самой цепи. Метрология – наука об измерениях, методах достижения их единства и требуемой точности.
Частотомеры — для измерения частоты колебаний электрического тока Гц. Амперметр – служит для измерения силы тока A. Вольтметр – для измерения напряжения B. Ваттметр – для измерения мощности тока Вт. Омметр – сопротивления Ом. Электросчетчик - для измерения количества потребляемой электроэнергии кВт*ч.
Гальванометром - называют высокочувствительные приборы к постоянному току, служащие для измерения весьма малых токов, напряжений и количеств электричества. Логометром - называют показывающий прибор, положение подвижной части которого зависит от отношений значений двух токов. Их применяют для измерения электрических(сопротивления, индуктивности, угла сдвига фаз) и неэлектрических (уровня жидкости, влажности) величин. Мультиметром - называют прибор, служащий для измерения силы тока, напряжения, сопротивления и др. величин.
При прямом измерении значение измеряемой величины определяется показанием прибора, шкала которого проградуирована в соответствующих единицах. Например, мощность тока измеряют ваттметром. Текущие потребление электроприбора
При косвенном измерении значение измеряемой величины рассчитывается по результатам прямых измерений других величин, с которыми она связана известными зависимостями. Например, измерение значения мощности на основе измерений тока I и напряжения U по формуле : P=220 *3=660 Вт Допустим : U=220 В I=3 A Р= U*I
При совместном измерении результат определяется прямыми и косвенными измерениями величин, от которых зависит значение измеряемой величины. Например, измерение температурного коэффициента электрического сопротивления по закону Ома на основе прямых измерений тока и напряжения при различных температурах
Измерительные приборы должны обладать определенными характеристиками, основными из которых являются: Погрешность, Чувствительность, Диапазон измерения, Потребляемая мощность.
Погрешности прибора обусловливаются недостатками самого прибора и внешними влияниями. Приведенная погрешность, зависящая лишь от самого прибора, называется основной погрешностью. Нормальные рабочие условия — это температура окружающей среды 20 °С, нормальное рабочее положение прибора (указанное условным знаком на его шкале), отсутствие вблизи прибора ферромагнитных масс и внешних магнитных полей и прочие нормальные услови. !
В зависимости от чувствительности к внешним магнитным или электрическим полям электроизмерительные приборы делятся на две категории: I — приборы менее чувствительные и II — приборы более чувствительные При всяком измерении появляется погрешность ∆, которая называется абсолютной. .
Абсолютная погрешность измерения ∆ - разность между измеренным А изм и действительным А д значениями измеряемой величины. Абсолютная погрешность имеет размерность измеряемой величины. ∆А= Аизм - Ад Например, U источника=100 В, а вольтметр со шкалой 150 В показывает 103 В, то ∆ U= U изм - U д=103-100=3В
Относительная погрешность δ – отношение абсолютной погрешности к истинному (действительному) значению измеряемой величины. Как правило ее выражают в процентах. δ=(∆/ Ад)*100% Например, ∆А=3 В, а измеренная величина 100 В, то δ=(3/100)*100%= 3 % ! Относительная погрешность измерений
Приведенная погрешность γ – отношение абсолютной погрешности ∆ к нормирующему значению А норм. Значение А норм принято выбирать равным верхнему пределу шкалы прибора, т.е. А норм = А мах, отсюда γ=(∆/ Амах )*100%. Например, γ=(∆/ Амах )*100%= (3/150)*100%=2 %
Погрешность измерительного средства характеризуют классом точности – значением приведенной погрешности в процентах. Это значение округляют до одного из следующих чисел, установленных на электроизмерительных приборов: 0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1.0; 1.5; 2.5; 4.0. Приборы классов точности : 0.05 и 0.1 – считаются контрольными ; 0.2 и 0.5 – лабораторными; 1.0; 1.5; 2.5 – техническими; 4 – учебными.
Чувствительностью S называется способность прибора реагировать на изменение измеряемой величины, т.е. величина, которая показывает, на сколько делений n перемещается указатель прибора при изменении значения измеряемой величины x на единицу: S=n/ Хмах, вместо Хмах указывают величину данную по условию, например значение максимального напряжения, указанного на шкале прибора Uмах. Чувствительность обратная величина цены деления S=1/C.
Диапазон измерения – область значений измеряемой величины Х, для которой погрешность прибора укладывается в класс точности Потребляемая мощность – мощность, которую потребляет прибор для выполнения необходимых измерений. Чем меньше потребляемая мощность, тем выше качество прибора. Потребляемая мощность
Прибор трехфазного тока для неравномерной нагрузки фаз Прибор трехфазного тока с двухэлементным измерительным механизмом Защита от внешних магнитных полей, например 2 мТл Защита от внешних электрических полей, например 10 кВ/м Класс точности при нормировании погрешности в процентах от диапазона измерения, например 1,5 То же при нормировании погрешности в процентах от длины шкалы, например 1,5 Горизонтальное положение шкалы Вертикальное положение шкалы Наклонное положение шкалы под определенным углом к горизонту, например 60° Направление ориентировки прибора в земном магнитном поле Прибор испытанию прочности изоляции не подлежит Измерительная цепь изолирована от корпуса и испытана напряжением, например 2 кВ Осторожно! Прочность изоляции измерительной цепи по отношению к корпусу не соответствует нормам (знак выполняется красного цвета)
